等离子电解抛光（PeP）

1。简介：粗糙表面的挑战

金属增材制造（尤其是 SLM 或 EBM 等粉末床工艺）最持久的问题之一是相对较高的表面粗糙度（Ra 值通常在 10 至 20 µm 之间）。粘附的、未完全熔化的粉末颗粒和阶梯状层结构（阶梯效应）不仅会降低光学质量，而且还会大大降低部件的疲劳强度，因为粗糙的山谷就像凹口（预定断裂点）一样。

虽然经典的机械抛光通常无法处理 3D 打印复杂的有机几何形状，但等离子电解抛光 (PeP) 提供了一种高效、与形状无关的解决方案。

2。 PeP 流程详细信息

将组件浸入电解质浴中并进行阳极接触。高电压在整个组件周围形成一个气套，其中等离子体被点燃。

• 尖端去除：几何高度（微粗糙度和粘附粉末颗粒）处的电场强度最高。这正是等离子体去除材料的地方，而山谷在很大程度上仍受到保护。
• 速度：PeP 速度极快。与大规模精加工（抹光）需要数小时相比，抛光周期通常只需要几分钟。
• 环保：与电解抛光中需要花费巨大费用进行处理的混合酸相比，PeP 中使用的盐溶液（通常是铵盐）对健康和生态的危害要小得多。

3。适用于复杂 3D 打印结构的 PeP

PeP 的最大优势在于复杂几何形状的处理，目前使用的是 3D 打印。

• 腔体和冷却通道：铣削或磨削等机械加工不会到达随形冷却通道的内部。另一方面，PeP 中的电解质溶液甚至可以流过最细的空腔。通过特殊的辅助阴极，甚至可以大幅降低喷嘴的内部粗糙度。
• 晶格结构：精细的仿生晶格结构，例如轻质钛部件中常用的晶格结构，会在机器磨削过程中立即被破坏。 PeP 可以轻柔地抚平这些精致的条形，无需任何用力。

4。对组件属性的影响

等离子电解抛光不仅提高美观（高光泽），对功能也有本质的影响：

• 疲劳强度：通过平整表面上的微小凹口，可以大大延迟微裂纹的形成。这对于高应力飞机或发动机部件至关重要。
• 耐腐蚀：该过程可清洁表面，同时促进钝态氧化层（例如不锈钢和钛）的形成，从而大大提高耐化学性。
• 无机械应力：由于 PeP 纯粹通过电化学和物理方式发挥作用，因此不会像喷丸处理那样在表面产生内应力。

5。结论：完美表面的关键

随着增材制造质量要求的不断提高，后处理变得越来越重要。等离子电解抛光 (PeP) 已成为精炼 3D 打印金属部件的最有效工艺之一。它将速度、形状独立性和环保化学结合到一个工艺中，即使对于高度复杂的钛和不锈钢几何形状，Ra 值也能低于 0.1 µm。